[发明专利]基于功率倍增特性的浓缩风能型风电机组变桨距控制方法

摘要

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种基于功率倍增特性的浓缩风能型风电机组变桨距控制方法。通过对传统浓缩风能型风电机组结构、功率特性的研究，提出了分段功率跟踪式模糊PID变桨距控制策略。运用模糊数学的基本理论和方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并作为知识存入计算机知识库中，然后计算机根据控制系统的实际响应情况，运用模糊推理，自动实现对PID参数的最佳整定，而分段模糊控制充分考虑到了浓缩风能型风电机组功率变化特性，将机组的工作状态进行分段控制，即可以在各区间中降低被控对象的非线性化程度，同时也将参数Kp，Ki，Kd的整定进行了简化，充分发挥了其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便的优点。

主权项

一种基于功率倍增特性的浓缩风能型风电机组变桨距控制方法，其特征在于，包括：步骤1、根据不同风速，将浓缩风能型风电机组工况划分为六个阶段：待风阶段、功率跃升阶段、功率缓冲阶段、额定功率稳定输出阶段、预切出阶段、顺桨停机保护阶段，其中前五个阶段分别对应以下风速区间：[0，Vcut‑in)、[Vcut‑in，V95％ref)、[V95％ref，V105％ref)、[V105％ref，V180％ref)、[V180％ref，Vcut‑out)，其中，Vcut‑in为切入风速，V95％ref为95％的额定风速，V105％ref为105％的额定风速，V180％ref为180％的额定风速，Vcut‑out为切出风速；步骤2、当风速处于待风阶段时，浓缩风能型风电机组的叶片工作在零桨距角状态下，变桨距控制系统待机，整机待风；步骤3、当风速处于功率跃升阶段时，浓缩风能型风电机组的叶片工作在桨距角为零的状态下，并进行功率跟踪监控；步骤4、当风速处于功率缓冲阶段时，将功率缓冲阶段分成缓冲区间Ⅰ[V95％ref，Vref)与缓冲区间Ⅱ[Vref，V105％ref)，从而在两个缓冲区间上进行近似的线性化，选取不同的论域、运用不同的模糊控制规则进行分段模糊PID控制；Vref为额定风速；步骤5、当风速处于额定功率稳定输出阶段时，将额定功率稳定输出阶段分成额定区间Ⅰ[ V105％ref，V150％ref)与额定区间Ⅱ[V150％ref，V180％ref)，从而在两个额定区间选取不同的论域、运用不同的模糊控制规则，以减小误差，进行分段模糊PID控制，V150％ref为150％的额定风速；步骤6、当风速处于预切出阶段时，将叶片的气动刹车特性、转速加入到控制策略中进行模糊PID控制；当风速在此阶段中超出阈值，则直接顺桨停机， 进入到顺桨停机保护阶段；步骤7、当风速处于[Vcut‑out，+∞)区间时，变桨距控制系统迅速将叶片调整至顺桨状态；停机保护风电机组安全。